Le 11 mars 2011, une vague de plus de 13 mètres, due au raz-de-marée engendré par un séisme d’une magnitude exceptionnelle de 9,0 sur l’échelle de Richter, ravage la côte nord-est de la principale île de l’archipel japonais, touchant les installations nucléaires du littoral de la préfecture de Fukushima.

Modélisation de réactions de fusion et de fission nucléaires. La fission nucléaire est un phénomène de division d’un noyau atomique lourd (uranium, plutonium) en deux ou plusieurs noyaux légers, libérant une énergie considérable. Inversement, la fusion nucléaire est une réaction nucléaire résultant d’une collision entre deux noyaux atomiques légers suivie d’un réarrangement des particules (neutrons et protons) qui les constituent, entraînant un dégagement important d’énergie.
© CNRS Photothèque – MEDARD Laurence
UMR6457 – LABORATOIRE DE PHYSIQUE SUBATOMIQUE ET DES TECHNOLOGIES ASSOCIEES (SUBATECH) – NANTES

L’arrêt des systèmes de refroidissement des cœurs de trois des réacteurs de la centrale nucléaire Fukushima Daiichi, conduisant à leur fusion partielle, l’endommagement de l’une des enceintes de confinement, ainsi que la perte du refroidissement des piscines d’entreposage des combustibles irradiés, provoquent des fuites de produits fissiles radioactifs dans toutes les composantes de l’environnement (air-eau-sol). Dans l’atmosphère, les émissions sont estimées, selon la commission japonaise de sûreté nucléaire, à 150 PBq (ou péta-becquerels, soit 150 10¹⁵ becquerels) ^[1]Définition du becquerel sur le site du CEA. pour ce qui est du seul iode 131, radioisotope hautement radioactif ^[2]130 PBq selon l’agence japonaise de sûreté nucléaire dans un rapport du 12.04.2011..

A plusieurs milliers de kilomètres de là, dans le Haut-Arctique, des scientifiques scandinaves installés à l’observatoire Zeppelin, station de recherche accrochée à flanc de montagne au nord de Ny-Ålesund, sur la côte ouest de l’île du Spitzberg (Svalbard), surveillent quotidiennement la composition chimique de l’atmosphère terrestre dans cette zone reculée de notre planète, mais aussi sa radioactivité ^[3]A 474 mètres au-dessus du niveau de la mer, la station n’est pas impactée par la pollution locale.. Après l’accident nucléaire de Fukushima, ils analysent plus particulièrement les aérosols collectés sur leurs filtres, cherchant à savoir si les produits de fission pourraient aussi être décelés au mont Zeppelin.

Les résultats sont éloquents : dès le 25 mars 2011, soit 14 jours seulement après l’accident, des aérosols porteurs de radionucléides sont détectés, témoignant une nouvelle fois de la rapidité de dispersion du panache radioactif sur de très grandes distances, mais aussi de son amplitude spatiale. C’est quasiment la totalité de l’atmosphère de l’hémisphère nord qui a été contaminée, comme l’indiquent les résultats des observations des stations de recherche de différents pays de cette zone.

Les simulations de rétro-trajectoires, en accord avec les mesures journalières de radioactivité dans les autres pays de l’hémisphère boréal, ont permis de retracer la progression du panache et de constater qu’il provenait d’Amérique du Nord – précisément, pour la journée du 26 mars, d’Alaska et du Nord canadien – et non d’Europe de l’Ouest, comme on aurait pu le supposer.

Vue depuis le Mont Zeppelin, Spitzberg
Crédit photo : Eating the Sun
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Pendant les jours qui ont suivi l’accident, les chercheurs ont mesuré les niveaux de radioactivité des radioisotopes tels que l’iode 131, le césium 134, le césium 136 ou le césium 137. Bonne nouvelle ! Les niveaux de radioactivité mesurés au Svalbard sont faibles quels que soient les radioisotopes ^[4]Iode 131 (810 ± 20~µBq/m³), césium 134 (659 ± 13~µBq/m³), césium 136 (37 ± 11~µBq/m³) et césium 137 (675 ± 7~µBq/m³). , comparés à ceux observés par exemple en 1966 dans l’atmosphère finlandaise, après des fuites survenues sur des sites soviétiques d’essais de l’arme atomique ^[5]Iode 131 (18~500~µBq/m³) et césium 137 (4~800~µBq/m³)., sans parler des niveaux exceptionnels enregistrés également en Finlande en 1986 après la catastrophe de Tchernobyl ^[6]Iode 131 (640~000~µBq/m³), césium 136 (2~740~000~µBq/m³) et césium 137 (4~500~000~µBq/m³)., respectivement plus de 700, 70~000 et 6~000 fois supérieurs aux niveaux des radionucléides iode 131, césium 136 et césium 137 dus à la catastrphe de Fukushima ^[7]Bien que l’agence japonaise de sûreté nucléaire ait évalué le niveau de gravité de l’accident de Fukushima à 7 (niveau le plus élevé sur l’échelle internationale des événements nucléaires), ce qui le qualifie d’accident nucléaire majeur identique à celui de Tchernobyl, l’agence estime en revanche que les quantités de produits radioactifs émis à Fukushima ne représentent que 10% de ceux émis à Tchernobyl (rapport du 12.04.2011)..

Autre « point positif » : les modèles de simulation prédisent convenablement les trajectoires de dispersion des radionucléides, un atout en cas de pollution radioactive majeure, du moins pour la sécurité des populations !

Quant aux scientifiques, ils notent déjà tout l’intérêt qu’ils pourraient tirer du rapport césium 134/césium 137. Celui-ci, proche de 1, est caractéristique de l’accident de Fukushima. Les chercheurs devraient donc pouvoir s’en servir comme traceur dans de futures études de radioécologie en Arctique.

Pollution radioactive de l’Arctique Bien que la région Arctique soit globalement peu touchée par les diverses formes de pollution d’origine humaine par rapport aux basses et moyennes latitudes, elle est néanmoins depuis le début des années 1940 affectée par une quantité considérable de radioisotopes artificiels d’origines diverses. Retombées de césium 137 provenant des essais nucléaires Crédit : Philippe Rekacewicz, UNEP/GRID-Arendal Source : UNEP/GRID-Arendal Sans tendre à l’exhaustivité, on peut citer, outre les retombées radioactives à la suite de l’accident de Tchernobyl, les émissions liquides et gazeuses des centres britanniques et français de retraitement de combustibles nucléaires usés (Sellafield, Dounreay, La Hague), les rejets accidentels ou non des unités russes de production de l’arme nucléaire, de stockage des déchets nucléaires et de retraitement des combustibles irradiés (Chelyabinsk-65, Tomsk-7, Krasnoyarsk-26, Andreeva bay, Gremhika, etc.), les fuites de radioactivité après le dépôt par les Soviétiques des déchets nucléaires et des réacteurs usés dans les eaux côtières de l’océan Arctique, les accidents des sous-marins et autres navires nucléaires mais aussi plus récemment leur déclassement et démantèlement, les retombées dues aux essais aériens, sous-marins ou souterrains de l’arme atomique, en particulier dans l’archipel arctique russe de Nouvelle-Zemble.